USB—4716模塊的C#應用編程

馬聰

摘要：USB-4716是研華公司推出的通用數據采集，信號控制模塊，性能強大，易上手，支持Labview，VB，VC++，C#等多種編程控制方式。該文結合工作實踐介紹使用C#編程語言，Visual Studio開發平臺，編寫Windows圖形界面風格Winform應用程序的一般步驟，方法和注意事項。

關鍵詞：USB4716；C#；Visual Studio；Winform

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）13-0084-02

隨著科技進步，測控系統在自動化系統中的應用越來越廣泛，對于一個全新測控系統的研制開發，相比于以往完全重新搭建硬件平臺來構建測控系統的設計思路，使用成熟硬件模塊與通用軟件設計平臺更加高效省時，同時這種設計思路也得到越來越多研發人員的青睞。基于模塊化設計思路，成熟的硬件平臺以及通用軟件設計語言的設計理念，本文將介紹一種快速測控系統的設計與實現。

1 平臺簡介

1.1 硬件平臺

1.1.1 USB-4716模塊

1）16個單端/8個差分或組合方式模擬量輸入通道（ADC：analog to digital converter），16位精度，采樣率可達200KS/s；

2）2個模擬量輸出通道（DAC：digital to analog converter）；

3）8個數字量輸出通道（DO：digital output）；

4）8個數字量輸入通道（DI：digital input）；

5）USB通信和供電/支持熱插拔/LED指示燈/自動校準功能……

1.1.2 電腦

1） Window 2000/Windows XP/Windows 7操作系統；

2） 安裝Visual Studio 2005（VS）以上版本開發平臺。

1.2 軟件平臺

VS是目前最流行的Windows平臺應用程序的集成開發環境。C#是微軟公司發布的一種面向對象的高級程序設計語言。

2 軟件功能塊圖

系統分為3大部分，分別是電腦，USB-4716模塊以及外設部分，電腦用來編寫運行Winform程序，USB-4716是通用數據采集與控制模塊，外設根據應用不同會有所差異。

程序軟件分為四大功能模塊，如圖1。

3 詳細軟件設計

軟件開發流程依次為安裝設備驅動，連接設備，打開VS，創建C# Winform應用程序，加載DLL，調用DLL方法編寫程序等幾個步驟。建議在連接設備之前先安裝設備驅動，連接設備之后通過Windows設備管理器查看設備連接情況確保設備連接成功，這樣安裝會比較順利。

設備驅動中包含廠商開發的DLL動態鏈接庫，一旦加載完成，程序開發過程中就可以非常方便的調用DLL中的方法函數完成輸入輸出控制。其中比較常用的控件有：BufferedAiCtrl控件提供連續模擬信號輸入方法調用，可設置采樣頻率；BufferedAoCtrl控件提供連續模擬信號輸出控制，可輸出波形；InstantAiCtrl控件提供即時模擬輸入方法調用；InstantAoCtrl控件提供即時模擬輸出方法調用；InstantDiCtrl控件提供即時數字輸入方法調用；InstantDoCtrl控件提供即時數字輸出方法調用。

3.1 ADC數據采集處理與顯示

點擊Use Instant AI，選擇即時ADC采樣模式，點擊開始采集一次ADC模擬數據。

點擊Use Buffered AI，選擇連續采樣模式，點擊開始，按照設置的采樣率連續采集ADC模擬數據，直至收到停止命令。

3.2 DAC模擬量輸出控制

點擊Use Instant AO，選擇即時DAC輸出模式，點擊開始輸出本次設置DAC電壓值。

點擊Use Buffered AO，選擇連續DAC輸出模式，點擊開始，按照設置的輸出頻率連續輸出設置的DAC電壓值，直至收到停止命令。

3.3 數字量輸出控制

默認DO數字輸出狀態為低電平，點擊DO端口地址圖標，變為藍色，輸出狀態更新為高電平輸出。

3.4 數字量輸入采集與顯示

默認DI狀態實時更新，在沒有外接輸入狀態下，內部弱上拉配置DI輸入為邏輯高電平，一旦接收到物理低電平，即更新顯示狀態為邏輯低電平。

3.5 源代碼示例

以下是C#編寫的ADC采樣代碼，在ADSampling方法中直接調用instantAiCtrl1.Read方法，實現任意通道ADC信號的單次讀取，簡單易用。

public void ADSampling（int ADCChannel， ref double[] m_dataScaled）

{ if （instantAiCtrl1.Read（0， ADCChannel， m_dataScaled） ！= ErrorCode.Success） …… }

4 結束語

通過實際設計開發，我們發現使用標準數據采集與信號控制模塊USB-4716，結合VS開發平臺，C#編程語言，可以很方便地搭建數據采集與信號控制平臺，極大地提高了工作效率，節約了設計開發時間。更重要的是，在更換測試需求后，可以通過簡單更改外設配件以及代碼移植實現全新測試功能。

參考文獻：

[1] USB-4716 用戶手冊——研華科技，2010年2月第一版 [EB/OL].http：//downloadt.advantech.com.cn/ProductFile/Downloadfile2/1-HU9ZV3/USB-4716_user_manual（CH）_ed.1.pdf.

[2] Windows驅動程序DAQNavi_USB4716_3.2.6.0.exe——研華科技 [EB/OL]. （2015-10-08）.http：//support.advantech.com.cn/support/DownloadSRDetail_New.aspx？SR_ID=1-FCIIF6&Doc _Source=Download.